确定学习者的认知结构变量

三、确定学习者的认知结构变量

1.认知结构变量的含义及特性

按照奥苏贝尔的定义，“认知结构”是指“个体的观念的全部内容和组织，或者就教材而言，指个体关于特殊知识领域的观念的内容和组织”^[10]。所谓“个体的观念的全部内容和组织”就是指学习者在长期的认识与改造客观世界的过程中，在其大脑内逐渐形成并按一定组织结构存储的全部知识与经验系统；所谓“个体关于特殊知识领域的观念的内容和组织”，则是指学习者大脑中按一定组织结构存储的关于某个特定学科领域的知识与经验。

由于原有的认知结构是影响新的有意义学习与保持的关键因素，即有意义学习的发生与习得意义的保持皆取决于认知结构的状况，所以奥苏贝尔对于认知结构问题一直非常关注。经过长期的实验研究和理论探索，奥苏贝尔发现在认知结构中有三方面的特性，对于有意义学习的发生与保持具有至关重要的意义和最为直接的影响。由于这三方面的特性并不是恒定不变的常量，而是因人而异的变量，所以奥苏贝尔就把学习者认知结构的这三方面特性称之为三个认知结构变量。

第一个认知结构变量是指认知结构的“可利用性”——即学习者的原有认知结构中是否存在可利用来对新观念(包括新概念、新命题、新知识)起固定、吸收作用的观念，这个起固定、吸收作用的原有观念必须在包容范围、概括性和抽象性等方面符合认知同化理论的要求。

第二个认知结构变量是指认知结构的“可分辨性”——即这个起固定、吸收作用的原有观念与当前所学新观念之间的异同点是否清晰可辨。新旧观念之间的区别愈清楚，愈有利于有意义学习的发生与保持。

第三个认知结构变量是指认知结构的“稳固性”——即这个起固定、吸收作用的原有观念是否稳定、牢固。原有观念愈稳固，也愈有利于有意义学习的发生与保持。

所谓确定学习者的认知结构变量，就是要确定学习者认知结构中上述三方面的特性，首先就是要确定学习者的认知结构是否具有“可利用性”。

2.认知结构中“原有观念”与“新观念”之间的三种关系

对于当前所学的新概念、新命题、新知识(即新观念)来说，有可能起固定、吸收作用的原有观念与新观念之间通常有以下三种关系。

(1)类属关系

类属关系也称上下位关系，是指当前所学内容(新观念)类属于学习者认知结构中某种包容性更广、抽象概括程度更高的原有观念，即原有观念处于上位，新观念处于下位。这是新观念与原有观念之间最常见的一种关系。

处于下位的新观念(类属观念)又有两种形式^[11]：一种是“派生类属”，即新学习内容只是学习者原有认知结构中包容性更广的命题的一个例证，或者能由该原有命题直接派生出来。例如，若儿童已经知道“猫会逮老鼠”这一命题，那么，“邻居的小花猫逮了一只大老鼠”这一新命题就可类属于原有命题。在掌握汉字的“间架结构”概念的基础上，进一步学习“左右结构字”“上下结构字”或“包围结构字”也有这种类属关系。显然，具有这种类属关系的新命题是比较容易学习的，因为在这种情况下，学习者原有命题只需稍作修改或扩展就能产生出新命题的意义。具有“派生类属”的上下位关系可用图4.9表示^[12]。

图4.9　派生类属图示

在派生类属中，新观念a₄与上位观念A相联系，而且表示A的另一个例证或由A所衍生。在此种关系中观念A的基本属性不改变。

另一种下位关系的形式是“相关类属”。当新观念是对原有观念的一种扩充、修饰或限定时，就构成相关类属。例如，若学习者有“平行四边形”的概念，则我们可以通过“菱形是四条边一样长的平行四边形”这一新命题来界定菱形。在这种情况下，通过对原有概念“平行四边形”予以适当限定(四边等长)，就得出菱形这一新概念。具有“相关类属”的上下位关系可用图4.10表示^[13]。

图4.10　相关类属图示

在相关类属中，新观念a₄与原有观念A相联系，而且是A的一种扩充、修饰或限定。在此种关系中，原有观念A的基本属性将随相关类属关系而改变。

(2)总括关系

总括关系是指当前所学的内容(新观念)具有较广泛的包容性与概括性，因而能把一系列原有观念总括于其中(也就是使一系列的原有观念类属其下)。在此情况下，新观念是处于上位，而原有观念则处于下位。例如，当学习者学习了“萝卜”“菠菜”“扁豆”等下位概念后，再来学习“蔬菜”这一上位概念时就属于这种情况。识字教学中独体字、合体字与汉字结构的关系，物理学中动能、势能与机械能的关系也是如此。“总括关系”可用图4.11表示^[14]。

图4.11　总括关系图示

在总括关系中，原有观念a₁，a₂和a₃被认为是新观念A的具体例证，并且与A有内在联系。

(3)并列组合关系

并列组合关系是指当前所学的内容(新观念)与学习者认知结构中的原有观念既不存在类属关系，也不存在总括关系，但却具有某种共同或相关属性的情况。在已有“回声”概念的基础上学习“雷达”原理，就是利用并列组合关系的一个例子，因为在这种场合，无线电波的反射既不类属于声波的反射，也不能总括声波的反射，但是无线电波的反射和声波的反射又同属于“波的反射”，这就是一种并列组合关系。在自然科学和社会科学领域中，有许多新概念的学习都要应用到和原有概念的并列组合关系。例如“质量与能量”“功与能”“遗传与变异”“需求与价格”“生产力与生产关系”“经济基础与上层建筑”“物质文明与精神文明”等。虽然在这类新旧概念之间不存在上述类属关系和总括关系(由以上分析可知，通过上述两种关系可以很容易地直接建立起当前所学新知识与认知结构中原有知识之间的非任意的实质性联系，而建立这种联系是实现有意义学习的关键所在)，但是通过仔细分析可以发现，它们之间仍然具有某种或某些相关的甚至共同的属性，正是通过这类相关或共同的属性才使新旧知识之间仍然能够建立起某种非任意的实质性联系，从而达到有意义而非机械学习的目的。

要确定认知结构是否具有“可利用性”(即确定第一个认知结构变量)，就是要确定在当前所学的新概念、新命题、新知识与学习者原有认知结构中的某种概念、命题或知识之间是否存在上述三种关系中的某一种关系。如能找到类属或总括关系这是最理想的，因为在这两种情况下，如上所述，可以直接建立起新旧知识之间的非任意的实质性联系，学习者所需进行的认知加工比较简单，因而可以较轻松地完成学习任务。如果找不到类属或总括这两种关系，那就只能去寻找新旧知识之间的并列组合关系。这就要求在新旧知识(或新旧概念、命题)之间作比较深入的分析对比，以便从中找出某种相关的或是共同的属性。例如，在上述关于“回声”与“雷达”的关系中，“回声”是学习者认知结构中通过日常生活经验建立起来的原有概念，而“雷达”则是当前要学习的新概念、新知识，通过分析对比不难发现，“波的反射与接收”就是本例中原有概念与新概念的共同属性。

第一个认知结构变量(可利用性)被确定以后，接着要确定第二个认知结构变量，即要分析学习者认知结构中起固定、吸收作用的原有概念与当前所学新概念之间的“可分辨性”。这一步工作实际上可以和前一步工作(确定第一个认知结构变量的工作)几乎同步完成，这是因为，如果可利用的原有概念与当前所学的新概念之间是属于第一种关系(即类属关系)，那么，由于类属关系就是上下位关系——原有概念为上位，新概念为下位，这二者之间的关系无须我们作进一步的分析就已泾渭分明，清晰可辨了；如果可利用的原有概念与当前所学新概念之间是属于第二种关系(即总括关系)，那么，由于总括关系实际上是“下上位关系”——原有概念为下位，新概念为上位，所以这二者之间的区别实际上和第一种关系中一样，无须进一步分析即已清晰可辨；如果可利用的原有概念与当前所学新概念之间是属于第三种关系(并列组合关系)，这时新旧概念之间的区别就不像在第一、第二种关系中那样能直接观察出来，而是要求对新旧概念作比较深入的分析对比，在努力寻找它们共同(或相关)属性的同时，也要注意发现它们彼此之间相区别的属性。仍以上述“回声”与“雷达”的关系为例，在找出“波的反射与接收”是二者共同属性的同时，还应注意到前者是属于“声波”的反射与接收，而后者则属于“无线电波”的反射与接收，如能注意到这点(两种不同性质的波动)，则新旧概念显然是清晰可辨的。

可见，即使是在第三种关系的情况下，“可利用性”和“可分辨性”的确定也几乎是在同一过程中完成的。

在第一、第二两个认知结构变量均已确定以后，接着就要确定第三个认知结构变量，即要分析学习者认知结构中起同步、吸收作用的原有观念的“稳固性”。一般来说，若能找到和新观念具有类属关系或总括关系的原有观念，那么，这种原有观念通常对于绝大多数的学习者都是比较稳定而牢固的；假如原有观念与新观念之间是并列组合关系，则这种原有观念的稳固性将随不同的学习内容而有较大的差别。这里又分三种不同情况：

(1)如果原有观念贴近学生的日常生活，则这种“原有观念”是比较稳固的。例如通过以“回声”作为原有概念去固定、吸收“雷达”这个新概念就属于这种情况。

(2)如果原有观念和已学过的某种知识相关，而且该知识的习得意义又能较好地保持，那么这种原有观念也是比较稳固的，并且对新知识的学习能起到有效的促进作用。例如物理学中，在掌握“功”的概念的基础上去学习“能”的概念，会容易得多。

(3)如果原有观念和已学过的某种知识相关，但对该知识的习得意义不能有效保持，那么这种原有观念将是不稳固的，因而将对新知识的学习不会有什么帮助。例如学习者若对“功”未能先建立正确的概念，则在学习“能”的概念时会感到很困难。

对于第三个认知结构变量进行分析的意义在于：通过明确地区分关于认知结构稳固性的上述三种不同情况可以看到，如果分析结果属于前两种情况，这表明学习者认知结构中的原有观念是比较稳固的，可以放心地加以利用；如果分析结果属于第三种情况，则应在教学过程中设法采取补救措施——努力使当前教学中将要加以利用的原有观念变得稳定、牢固，以免它对当前有意义学习的发生及保持产生不利影响。